撰文：常熟理工李傑 轉載留言即可
金冬雁教授是香港大學李嘉誠醫學院生物化學系教授，近年來致力於融合生物化學與遺傳學的研究方法，將研究成果應用於人類疾病的預防和治療。他及他的研究團隊，於2008年揭示了可導致鼻咽癌的EB病毒利用其本身表達的小RNA分子，促進鼻咽癌細胞的存活原理。
在2011年又發現細胞中負責偵緝病毒的蛋白RIG-I，需要一種RNA結合蛋白PACT的輔助，才能成功開啟並維持其抗病毒效應。近年來發表包括Cell，Nat. Cell Biol.，Mol. Cell，PLoS Genet.，J. Exp. Med.，EMBO J.等在內大量有較高影響的學術論文，是國際公認的病毒與腫瘤分子生物學研究領域的領導者之一，2020年當選為美國微生物科學院院士。
金冬雁教授團隊研究領域集中在病毒疾病和癌症的分子基礎。採用生物化學和遺傳學相結合的方法進行分子病毒學和腫瘤學的基礎研究。目前特別感興趣的領域包括病毒致癌和先天抗病毒免疫。在這兩個主要的研究領域，還延伸到細胞分子生物學的其他一些方面，包括轉錄調控、翻譯後蛋白修飾、細胞信號和非編碼RNA等。
在此，我們簡要回顧了2019年金冬雁教授團隊 在相關領域的研究成果（通訊作者文章），主要圍繞以下三個方面展開：
- 病毒作用機制
- 分子調控機制
- 綜述
一、病毒作用機制
1、FASEB JOURNAL：SARS冠狀病毒的ORF3a蛋白通過促進TRAF3依賴的ASC泛素化激活NLRP3炎性小體
嚴重急性呼吸綜合徵冠狀病毒(SARS-CoV)能夠誘導產生大量促炎症細胞因子，形成細胞因子風暴。本研究發現SARS-CoV的ORF3a附屬蛋白可以通過促進TRAF3介導的凋亡相關斑點樣蛋白ASC的泛素化，從而激活NLRP3炎性小體。其中腫瘤壞死因子受體相關蛋白（TRAF1-6）是腫瘤壞死因子超家族和Toll樣/白細胞介素-1受體超家族重要的接頭分子，在天然免疫及獲得性免疫中發揮重要作用，TRAF3是TRAF家族中功能最為多樣化的成員之一。ASC是近幾年發現的新的蛋白質，在細胞凋亡時在細胞質中聚集成中空的斑塊，許多上皮細胞和白細胞、毛囊、外周血淋巴細胞都表達ASC，在症狀嚴重的炎症部位中性粒細胞中ASC表達增多。SARS-CoV及其ORF3a蛋白被發現是pro–IL-1b基因轉錄和蛋白成熟的有效激活因子，這兩個信號是激活NLRP3炎性小體所必需的。ORF3a通過激活NF-kB誘導pro-IL-1b的轉錄，這一過程是通過TRAF3依賴的泛素化和p105加工介導的。ORF3a介導的IL-1b分泌的升高與離子通道活性和黑素瘤缺乏因子2（AIM2）無關，但需要NLRP3、ASC和TRAF3。ORF3a與TRAF3和ASC相互作用，在細胞質中以離散的點狀結構與它們共存，促進了ASC斑點的形成。在SARS-CoV感染或ORF3a表達的細胞裡，ASC的TRAF3依賴性K63連接泛素化更明顯。綜上所述，該研究發現揭示了SARS-CoV的ORF3a蛋白通過促進TRAF3依賴的p105和ASC泛素化激活NF-kB和NLRP3炎性小體的新機制。
參考文獻：Severe acute respiratory syndrome coronavirus ORF3a protein activates the NLRP3 inflammasome by promoting TRAF3-dependent ubiquitination of ASC, The FASEB Journal
二、分子調控機制
1、Nucleic Acids Research：發現Dis3參與蛋白穩定的轉錄後負反饋調節
當蛋白穩態受到熱休克等應激干擾時，熱應激反應會受到刺激，可以通過轉錄激活和穩定mRNA來上調分子伴侶蛋白的表達，從而達到恢復蛋白穩態的目的。雖然其轉錄激活的機制已被明確定義，但伴侶mRNA是如何被穩定的仍在很大程度上未知。該論文從探究RNA降解和蛋白質質量控制系統的耦合作用入手,發現Dis3核糖核酸酶（用於RNA降解的RNA外泌體的催化亞基）在未受刺激細胞中可以通過降解編碼Hsp70輔因子Sis1, Ydj1 Fes1,以及一些其他伴侶分子或PQC因子的信使RNA, 從而限制其蛋白表達，進而抑制PQC活動。Dis3通過與Sis1和Hsp70s Ssa1/2結合而穩定下來。在熱脅迫下，Sis1和Ssa1/2的缺失會觸發Dis3泛素化和降解，導致那些最初被Dis3靶向的伴隨蛋白mRNA的穩定。進一步研究證明，polyQ-expanded huntingtin在熱應激時延遲Dis3降解，從而阻礙伴侶蛋白mRNA的穩定。該論文的發現不僅揭示了維持蛋白穩定的轉錄後負反饋循環，而且揭示了亨廷頓氏舞蹈症中熱應激反應受損的機制。
參考文獻：Post-transcriptional negative feedback regulation of proteostasis through the Dis3 ribonuclease and its disruption by polyQ-expanded Huntingtin, Nucleic Acids Research
三、綜述
1、Microorganisms:詳解EB病毒與先天免疫關係
EB病毒（Epstein-Barr virus，EBV）是皰疹病毒科嗜淋巴細胞病毒屬的成員，基因組為DNA。EB病毒具有在體內外專一性地感染人類及某些靈長類B細胞的生物學特性。人是EB病毒感染的宿主，主要通過唾液傳播。無症狀感染多發生在幼兒，3～5歲幼兒90%以上曾感染EB病毒，90%以上的成人都有病毒抗體。EB病毒是傳染性單核細胞增多症的病原體，此外EB病毒與鼻咽癌、兒童淋巴瘤的發生有密切相關性，被列為可能致癌的人類腫瘤病毒之一。
Epstein-Barr病毒(EBV)成功地在絕大多數成年人中存在，但在一小部分潛伏感染的個體中可導致淋巴和上皮惡性腫瘤。先天免疫是一線抗病毒防禦機制，EBV為了自身的複製和感染而不得不採取一些逃避策略。EBV可以利用多種策略干擾Toll樣受體、RIG-I樣受體、NOD樣受體、AIM2樣受體激活的先天免疫信號通路，以及環化的GMP-AMP合成酶。EBV還能抑制干擾素的產生和信號傳導，包括TBK1-IRF3和JAK-STAT通路。然而，先天免疫的激活也會觸發促炎症反應和蛋白水解caspases，在某些情況下，這兩種酶都表現出原病毒活性。致病性炎症也有助於EBV的發生。EBV激活NFκB信號和誘導促炎細胞因子。通過在感染的不同階段對caspases和其他宿主因子的前病毒和抗病毒作用的不同調節，EBV篡奪了細胞死亡和炎症的程序，從而獲得自身的益處。EBV感染的結果是由先天免疫和EBV之間微妙的相互作用控制。更好地理解這種相互作用將有助於指導預防和干預EBV相關的癌症。
參考文獻：Epstein–Barr Virus and Innate Immunity: Friends or Foes?, Microorganisms
